一种天文望远镜仪器设备远程电源分配系统技术方案

一种天文望远镜仪器设备远程电源分配系统，电源分配管理的对象包括望远镜的镜筒、赤道仪、多个CCD相机、随动圆顶控制器及驱动电机、工作站计算机等天文望远镜科学设备。主要的实现手段是通过网页或者手机客户端实现这些设备的电源管理，控制开机和关机的状态。具体采用的技术是用一个8路的以太网IO控制器，该控制器带有接收天线，可以接收到望远镜圆顶内部的无线路由器网络信号，与互联网连接。IO网络控制器的8路后端触发8路继电器，每一路继电器控制220V市电的通断，从而实现8路市电通断的互联网远程控制。采用该方法实现了整个望远镜系统的无人值守操作，即在不需要人工干预的情况下实现各个望远镜设备的电源分配管理和控制。

A remote power distribution system for astronomical telescope equipment

The utility model relates to a remote power distribution system for astronomical telescope equipment. The objects of power distribution management include telescope barrel, equatorial instrument, multiple CCD cameras, follow-up dome controller, drive motor, workstation computer and other astronomical telescope scientific equipment. The main means of implementation is to realize the power management of these devices through web pages or mobile clients, and control the state of power on and power off. The specific technology is to use an 8-way Ethernet IO controller with receiving antenna, which can receive the wireless router network signal inside the telescope dome and connect with the Internet. The 8-way back end of IO network controller triggers 8-way relays, each of which controls the on-off of 220 V mains power, thus realizing the Internet remote control of on-off of 8-way mains power. By using this method, the unmanned operation of the whole telescope system is realized, that is, the power distribution management and control of each telescope equipment are realized without human intervention.

【技术实现步骤摘要】
一种天文望远镜仪器设备远程电源分配系统
本专利技术属于电源分配管理领域，具体涉及一种天文望远镜仪器设备远程电源分配系统。
技术介绍
目前，为了获得更好的大气透过率，视宁度及晴夜数，越来越多的科学级天文望远镜台址正计划或者已经建设在高海拔和极端天气的台址上，包括南极，青藏高原及偏远沙漠地区。例如西藏的阿里天文台，处于5100的高海拔台址，地处偏僻地区，交通不便。望远镜在观测前后必须操作全部设备电源的打开和关闭，但是在观测时又不需要对这些设备电源进行频繁的操作，所以对设备电源进行远程管理是比较好的实现方法。对于这些观测人员不便常驻的地区，实现望远镜的无人值守，远程控制是极其重要的。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中的不足，提供一种天文望远镜仪器设备远程电源分配系统。本专利技术采用互联网为媒介，通过计算机浏览网页，操作手机客户端软件或者连接本地计算机这三种方式实现对望远镜各个设备电源进行单独分配控制，并可通过网络实时检测各个设备的电源状态。如果附加上对望远镜工作站计算机的远程操作，即可以实现对整个望远镜系统的全自动无人值守观测。本专利技术是旨在无人干预的情况下，实现望远镜设备的电源管理，保障望远镜设备的安全。除了天文望远镜设备，所有通过以太网IO控制器对开关量进行控制，进而对仪器设备的市电电源进行远程管理的方式，也都在专利的保护范围。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种天文望远镜仪器设备远程电源分配系统，其特征在于，包括电源分配单元，电源分配单元包括8路IO网络控制器、电路驱动板、继电器组和8路五孔电源接口；IO网络控制器负责网络的连接，接收网络的命令，以及上传8路输出通道的实时信息；IO网络控制器上层的电路驱动板设计了8个输入口，与IO网络控制器的8路输出通道连接，负责检测IO网络控制器的8路输出信号；电路驱动板检测到的8路输出信号用于各自驱动继电器组中8路继电器的动作，每一路继电器的公共触点与市电的火线相连，常开触点与五孔电源接口相连，通过继电器的吸合实现市电到五孔电源接口的电源通断功能，五孔电源接口用于给望远镜设备供电。为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：进一步地，IO网络控制器采用本地通讯方式，本地计算机作为主机，电源分配单元作为从机接入网络进行通信，本地计算机和IO网络控制器通过网线RJ45接口相连，配置方法是将本地计算机的IP地址和IO网络控制器的IP设置在同一个网段内；IO网络控制器包括ModbusTPC/RTU协议转换单元和通用数据传输单元，8路输出通道的内部通过485接口进行通讯；从本地计算机发出的数据直接以ModbusRTU协议形式发出，IO网络控制器自动识别ModbusRTU协议，通用数据单元将数据解析成RS485网络的指令，从而控制8路输出信号的通断状态；同时在数据返回端，8路输出通道将各自的状态信息返回给本地计算机，状态信息先通过通用数据传输单元转换成ModbusRTU，ModbusRTU通过ModbusTPC/RTU协议转换单元处理转换成ModbusTCP协议上传到本地计算机。进一步地，当通信方式采用远程方式时，云服务器作为主机，电源分配单元作为从机接入网络进行通信；IO网络控制器包括ModbusTPC/RTU协议转换单元和通用数据传输单元，8路输出通道的内部通过485接口进行通讯；从云服务器发送的数据以ModbusTCP协议形式发出，ModbusTCP通过ModbusTPC/RTU协议转换单元转换成ModbusRTU，通用数据传输单元再将数据解析成RS485网络的指令，从而控制8路输出信号的通断状态；同时在数据返回端，8路输出通道将各自的状态信息返回给云服务器，状态信息先通过通用数据传输单元转换成ModbusRTU，ModbusRTU通过ModbusTPC/RTU协议转换单元处理转换成ModbusTCP协议上传到云服务器。进一步地，当通信方式采用远程网络Web连接方式时，云服务器对IO网络控制器进行控制，在云服务器上配置和搭建电源分配单元，建立数据模板，将IO网络控制器接入云服务器，在网页上控制和检测8路输出信号的导通状态，控制8路输出通道对应继电器的动作，从而控制8路电源；云服务器通过验证ID支持多台接入设备并分别进行控制管理，接入设备提供一种配置方式，能够配置云服务器地址、端口、设备ID以及通信密码，云服务器包括用户管理模块、设备管理模块、数据存储管理和数据传输服务模块；用户管理模块用于在Web上注册、登录、信息修改、删除、权限分配、设置通信密码以及修改通信密码；设备管理模块用于对接入设备进行添加、修改、删除以及分配设备ID，设备ID是接入设备在云服务器的唯一身份标识，在添加接入设备前，首先添加数据模板，云服务器根据数据模板解析协议，相同格式的接入设备关联同一个模板，接入设备信息在数据模板中进行设置和修改，然后添加数据点，最后添加接入设备，添加接入设备时选择设备通讯协议为ModbusRTU；数据存储管理和数据传输服务模块将云服务器作为TCPServer，电源分配单元作为TCPClient去连接云服务器，建立TCP连接，根据云服务器所需，自动查询电源分配单元信息，同时电源分配单元主动定时向云服务器上报数据，数据包括设置的指令和当前接入设备的状态信息。进一步地，当通信方式采用远程手机客户端连接方式时，IO网络控制器自带接收天线，用于接收WIFI无线信号，接收天线与无线路由器连接，连接之前对IO网络控制器进行配置；手机下载IO网络控制器支持的App，在手机连入GPRS或者WIFI信号的情况下，通过在App端输入IO网络控制器的注册信息及密码去实时检测和控制IO网络控制器。进一步地，电路驱动板包括电阻元件R6、R7、R9、R10、R11，采用TLP521的光耦元件U13，NPN型三极管Q3，两芯接线插座J1，电容元件C2，硅整流二极管D5和发光二极管D7，继电器采用单刀双掷继电器元件U4；两芯接线插座J1的两个端子分别连接IO网络控制器的一路输出信号IO2-1和接地，电阻元件R6的一端连接IO2-1，R6的另一端连接光耦元件U13的导通二极管的阴极，U13的导通二极管的阳极接+5V电压，U13的光敏三极管的集电极接+5V电压，U13的光敏三极管的发射极连接电阻元件R9的一端，R9的另一端连接NPN型三极管Q3的基极，Q3的发射极接地，电阻元件R10连接在Q3的基极和发射极之间；电阻元件R7的一端接+12V电压，R7的另一端连接发光二极管D7的正极，D7的负极连接Q3的集电极，硅整流二极管D5的负极接+12V电压，D5的正极连接Q3的集电极；单刀双掷继电器元件U4的电源线包两端分别连接Q3的集电极和+12V电压，U4的公共触点连接市电的火线端，U4的常闭触点断开，U4的常开触点连接五孔电源接口的火线接入端，电阻元件R11的一端与U4的常开触点相连，R11的另一端连接电容元件C2的一端，C2的另一端连接U4的公共触点，R11和C2构成RC电路，起到瞬间加载电压时消除电弧的作用；当IO2-1与地导通时，TLP本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天文望远镜仪器设备远程电源分配系统，其特征在于，包括电源分配单元，电源分配单元包括8路IO网络控制器、电路驱动板、继电器组和8路五孔电源接口；IO网络控制器负责网络的连接，接收网络的命令，以及上传8路输出通道的实时信息；IO网络控制器上层的电路驱动板设计了8个输入口，与IO网络控制器的8路输出通道连接，负责检测IO网络控制器的8路输出信号；电路驱动板检测到的8路输出信号用于各自驱动继电器组中8路继电器的动作，每一路继电器的公共触点与市电的火线相连，常开触点与五孔电源接口相连，通过继电器的吸合实现市电到五孔电源接口的电源通断功能，五孔电源接口用于给望远镜设备供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种天文望远镜仪器设备远程电源分配系统，其特征在于，包括电源分配单元，电源分配单元包括8路IO网络控制器、电路驱动板、继电器组和8路五孔电源接口；IO网络控制器负责网络的连接，接收网络的命令，以及上传8路输出通道的实时信息；IO网络控制器上层的电路驱动板设计了8个输入口，与IO网络控制器的8路输出通道连接，负责检测IO网络控制器的8路输出信号；电路驱动板检测到的8路输出信号用于各自驱动继电器组中8路继电器的动作，每一路继电器的公共触点与市电的火线相连，常开触点与五孔电源接口相连，通过继电器的吸合实现市电到五孔电源接口的电源通断功能，五孔电源接口用于给望远镜设备供电。


2.如权利要求1所述的一种天文望远镜仪器设备远程电源分配系统，其特征在于：当通信方式采用本地网络连接方式时，本地计算机作为主机，电源分配单元作为从机接入网络进行通信，本地计算机和IO网络控制器通过网线RJ45接口相连，配置方法是将本地计算机的IP地址和IO网络控制器的IP设置在同一个网段内；IO网络控制器包括ModbusTPC/RTU协议转换单元和通用数据传输单元，8路输出通道的内部通过485接口进行通讯；
从本地计算机发出的数据直接以ModbusRTU协议形式发出，IO网络控制器自动识别ModbusRTU协议，通用数据单元将数据解析成RS485网络的指令，从而控制8路输出信号的通断状态；同时在数据返回端，8路输出通道将各自的状态信息返回给本地计算机，状态信息先通过通用数据传输单元转换成ModbusRTU，ModbusRTU通过ModbusTPC/RTU协议转换单元处理转换成ModbusTCP协议上传到本地计算机。


3.如权利要求1所述的一种天文望远镜仪器设备远程电源分配系统，其特征在于：当通信方式采用远程方式时，云服务器作为主机，电源分配单元作为从机接入网络进行通信；IO网络控制器包括ModbusTPC/RTU协议转换单元和通用数据传输单元，8路输出通道的内部通过485接口进行通讯；
从云服务器发送的数据以ModbusTCP协议形式发出，ModbusTCP通过ModbusTPC/RTU协议转换单元转换成ModbusRTU，通用数据传输单元再将数据解析成RS485网络的指令，从而控制8路输出信号的通断状态；同时在数据返回端，8路输出通道将各自的状态信息返回给云服务器，状态信息先通过通用数据传输单元转换成ModbusRTU，ModbusRTU通过ModbusTPC/RTU协议转换单元处理转换成ModbusTCP协议上传到云服务器。


4.如权利要求3所述的一种天文望远镜仪器设备远程电源分配系统，其特征在于：当通信方式采用远程网络Web连接方式时，云服务器对IO网络控制器进行控制，在云服务器上配置和搭建电源分配单元，建立数据模板，将IO网络控制器接入云服务器，在网页上控制和检测8路输出信号的导通状态，控制8路输出通道对应继电器的动作，从而控制8路电源；云服务器通过验证ID支持多台接入设备并分别进行控制管理，接入设备提供一种配置方式，能够配置云服务器地址、端口、设备ID以及通信密码，云服务器包括用户管理模块、设备管理模块、数据存储管理...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，左营喜，娄铮，
申请(专利权)人：中国科学院紫金山天文台，
类型：发明
国别省市：江苏;32